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巧借5G设施，将北斗导航延伸至地下******

　　在雄安新区容东片区的地下停车场，看不到纷繁复杂的线路，大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子，既有合路器，又有北斗卫星导航室内分布单元，还有运营商的5G基站。在这里，一条线路连接楼顶上方，以获取北斗等卫星的定位信号；一条室分线路连接多个“小蘑菇头”，以实现地下停车场信号无缝覆盖。

　　在复杂如“迷宫”的地下停车场，找不到自己的车或者开着车找不到出口，是人们经常遇到的尴尬又让人头疼的事情。

　　如今，在“地上一座城、地下一座城、‘云’上一座城”的河北雄安新区（以下简称雄安新区），精准室内导航技术正在改变这一现状。雄安新区利用“5G+北斗”技术，低成本快速实现了区域地下空间准确定位与导航。即便是身处地下停车场，“智慧”定位导航系统也能够随时告知用户的具体位置，以及下一步该往哪走，让地下通行更加便捷、高效。

　　瞄准地下精准定位导航难题

　　人们的切身体会是，在室内尤其是地下开阔空间，定位导航服务远不如地上来得精准且持续。在接受科技日报记者采访时，北京邮电大学信息与通信工程学院副教授路兆铭直言：“当前的室内定位技术解决了定位服务‘有与无’的问题，但尚未解决‘服务质量有保障’的问题。”

　　当前，雄安新区“地下一座城”已经初具规模。除去高标准建设的、埋藏在地下的城市“大动脉”——城市综合管廊外，城市中地下停车场的面积也非常大。

　　例如，在雄安新区首个集中建成区——容东片区，众多小区、楼宇的地下停车场全部联通。在大规模的地下空间中，会有大量的人、车、物流动，初入其中很容易迷路，如何实现精准定位导航成为雄安新区“地下一座城”建设过程中面临的问题。

　　2022年，国家重点研发计划设立“交通基础设施”专项，在5G通信与信号定位领域有长期积累的北京邮电大学信息与通信工程学院，成为“雄安新区交通设施数字化建设示范应用”项目的牵头单位，展开“5G+北斗地下空间组合式定位导航”的课题研究。

　　作为上述课题负责人，路兆铭告诉记者，为了解决无法实现地下精准定位的难题，“5G+北斗地下空间组合式定位导航”课题组在立项时便设定了三个层级的目标：高精度车辆定位与导航、亚米级人员定位与导航、地上地下一体化无缝定位。

　　“项目结项时，我们要在雄安新区超大规模地下停车场内实现这三个目标的示范应用，这对我们来说是一个不小的挑战。”路兆铭表示。

　　北斗卫星信号赋能地下精准导航

　　“手机在室内有信号，不是靠室外的铁塔基站来实现，而是靠室内分布系统。”路兆铭告诉记者，这个系统并不神秘，就是人们经常在楼道或者家门口看见的那种“小蘑菇头”（信号增强器）。

　　在雄安新区容东片区的地下停车场，记者举目四望，看不到纷繁复杂的线路，大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子，既有合路器，又有北斗卫星导航室内分布单元，还有运营商的5G基站。在这里，一条线路连接楼顶上方，以获取北斗等卫星的定位信号；一条室分线路连接多个“小蘑菇头”，以实现地下停车场信号无缝覆盖。

　　现代楼宇建筑多由钢筋混凝土建成，室外信号被墙体“屏蔽”，需要室内分布系统进行信号的全覆盖。特别是2018年，工业和信息化部要求5G室内信号实现共建共享，运营商将各路信号“混”入统一由中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中。这样，运营商的标准5G室内信号便被合路器分散给各个“小蘑菇头”，以实现信号扩增。

　　路兆铭科研团队成员“就地取材”，利用现有的4G/5G的室内分布系统，在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号，无需重建基础设施，只用一个简单的“加法”，就让北斗信号“混”入5G信号，构建出了一个精准的地下定位导航系统。

　　看似简单的操作，背后依靠的是融合定位算法的创新。“我们团队创新性地提出由信号SLAM（即时定位与建图）架构的‘5G+北斗组合式定位算法’，实现时空信息融合，使室内分布系统支持地下1米精度的定位与导航。”路兆铭表示。

　　从理论上来说，要给物体做空间定位，至少需要3个角度的观测值，而且观测值越多、定位越精准。“好比说，如果一辆车旁边站着10个人，每个人眼中车的位置都是1个观测值，那么当把10个观测值全部融合起来，车辆定位就会更精确。”路兆铭表示，“5G+北斗组合式定位算法”正是将北斗卫星导航信号、5G信号、加速度计等多源位置观测信息融合在一起，精确解算出车辆的当前位置。

　　除了创新定位算法，路兆铭科研团队还在算法的实际场景应用与优化方面做了大量工作。当技术成型后，2021年初，路兆铭科研团队先在北京邮电大学校园搭建环境进行了算法和技术验证，当年6月到雄安新区容东片区杏秋苑地下停车场搭建了试点，开展了为期一年的驻场技术研发和创新。在这期间，路兆铭科研团队解决了三四十种问题，例如异形路段、从地上到地下的定位与导航衔接等，使地下定位导航系统越来越适用于具体场景。

　　把导航服务送到更多地下停车场

　　随着大规模推广示范，目前地下定位导航系统已覆盖容东片区超过20万平方米的地下停车场。

　　利用“5G+北斗”定位导航技术，在雄安新区可实现停车场人员和车辆准确位置导航。路兆铭告诉记者，这套技术还可以被集成到百度地图、高德地图、雄安行等应用程序中，用户通过手机就能够实现精准定位导航。

　　路兆铭科研团队在容东片区地下停车场的测试结果显示，他们研发的地下定位导航系统，其室内导航定位精度在2米左右，可以实现找车位等功能。经测算，与此前技术方案相比，这套拥有完全自主知识产权的技术方案可以将整个建设成本节省50%以上。

　　“现如今，不光是容东片区，容西片区、启东区的地下空间也将推广使用这套地下定位导航系统。”路兆铭表示，作为在雄安新区示范应用的创新技术，这套地下定位导航方案未来还有望被推广至医院、商业综合体、地下矿区、航站楼等地上地下一体化的复杂场景中。

　　“雄安新区为技术创新提供了现实需求，更为创新技术应用提供了极好的验证平台。”路兆铭表示，借助雄安新区先进的设计理念和丰富齐全的场景需求，潜藏在论文里的新技术与方法得到了转化应用。

　　“未来，地下精准定位导航技术还将在河南、福建、广东等地不断推进建设。”路兆铭希望，能把精准定位与导航服务送到更多地下停车场中。（科技日报记者 何 亮）

如何打赢外来入侵物种阻击战？科研提供新依据新方法******

　　如何打赢外来入侵物种阻击战？

　　外来物种是一把双刃剑。在一些情况下，引进外来物种确实有助于特定地域的经济发展和生态保育。但是在另一些情况下，外来物种又可能构成生物入侵。

　　【深瞳工作室出品】

　　采 写：实习记者 孙明源

　　本报记者 马爱平

　　策 划：刘 莉

　　今年1月1日，农业农村部会同自然资源部、生态环境部、住房和城乡建设部、海关总署和国家林草局组织制定的《重点管理外来入侵物种名录》开始施行。

　　“外来物种真不少啊”“这份‘黑名单’来得及时”……一经发布，这份目录就引来众网友热议，网上话题量达到298万多条。

　　基于2022年全国范围外来物种调查及科研人员多年来监测研究，这份最新名录内容从原有的52种更新为59种。

　　鳄雀鳝、加拿大一枝黄花、美国白蛾……对于这些外来入侵物种，人们或许只是偶有耳闻。事实上，外来物种入侵在我国也非新问题。大多数时候这些外来入侵物种并不显眼，它们静悄悄地给某些地区带去生态灾难，导致受灾地区以外的人们很难关注到它们。直到去年8月，鳄雀鳝以一种异样的形式进入公众视野，让更多人知道了“外来入侵物种”到底是什么。

　　抽干湖水只为两条外来“怪鱼”

　　“鱼抓到了吗？”

　　2022年8月26日，在某直播平台的上百条弹幕里，这个问题“刷屏”了。评论和弹幕背后有至少3700万网友看过直播。

　　直播现场在河南小城汝州，在那里，工作人员抽干了公园里近30万吨的湖水，只为抓住两条名为鳄雀鳝的“怪鱼”。

　　次日，汝州通报称，一公一母两条鳄雀鳝已被捕获，并接受了无害化处理。至此，持续一个月的“抽湖捕鱼大战”落下帷幕。

　　其间，网上甚至出现过此次行动是“劳民伤财”的质疑。

　　但这个事件，可以说给全民上了一节外来物种入侵的科普课。

　　早在2002年，在创始人胡隐昌研究员的带领下，中国水产科学研究院外来物种与生态安全创新团队已经开始关注外来入侵水生生物。顾党恩是中国水产科学研究院外来物种与生态安全创新团队首席科学家、国家大宗淡水鱼产业技术体系外来物种入侵防控岗位专家。2009年起，该团队对包括鳄雀鳝在内的多种外来水生生物进行了长期大规模的调查监测。

　　鳄雀鳝食量惊人，一旦泛滥成灾，不仅会影响渔业生产，威胁粮食安全，更会通过捕食作用导致本土鱼类等水生动物种群的急剧下降，从而影响水生生物多样性和水生生态系统，进而威胁生态安全。

　　调查数据显示，鳄雀鳝近几年来在我国扩散蔓延速度非常快，在从海南到北京、从上海到西南的大部分省区内都有野外捕获鳄雀鳝的记录。如果不及早干预，有可能扩散到大部分自然江河。

　　为了摸清鳄雀鳝等外来水生生物的分布和数量变化，顾党恩团队常年在南方的各个水域撒网、取水样、“摸鱼”。

　　此次鳄雀鳝进入新版名录，与该科研团队提供的大量第一手调查数据以及风险评估报告有着很大关系，可以说离不开这些科研工作者的多年努力。

　　外来入侵物种防控部际协调机制办公室负责人介绍说，《重点管理外来入侵物种名录》在物种遴选上有四个依据：危害程度重、扩散蔓延快、防控治理难、危害形式多样。“并不是所有外来入侵物种都能‘上榜’。”顾党恩告诉科技日报记者，鳄雀鳝能“上榜”，是因为它会造成很严重的危害，而且能快速扩散蔓延，一旦泛滥就很难得到有效控制。

　　每年造成的损失高达2000亿元

　　通过公开资料检索，记者发现我国较早的外来入侵物种，是一种来自非洲马达加斯加的蜗牛。

　　20世纪30年代，这种蜗牛翻山过海，随着英国、日本的全球贸易首先出现在我国厦门、台北。如今，它已经广泛分布于我国南方多省区。这种蜗牛学名褐云玛瑙螺，即人们常说的“非洲大蜗牛”。

　　它就是典型的外来入侵物种，不仅对蔬菜等农作物危害极大，还携带多种会对人体带来危害的病原体。

　　随着全球贸易往来日益频繁，外来入侵物种扩散蔓延的风险不断提高，外来入侵物种带来的危害也逐渐增大。

　　农业农村部外来入侵生物防控重点实验室主任、中国农业科学院植物保护研究所生物入侵研究创新中心主任刘万学说，我国近十年新增入侵物种55种，每年新增入侵物种达5—6种，是20世纪90年代前新增入侵物种频率的30倍。

　　中国林科院森林生态环境与保护研究所副所长、外来有害生物与植物检疫学科组首席专家赵文霞记得，2010年时，西藏自治区林芝市出现大面积高山栎枯死，许多山头出现成片成片的枯死木，高原仿佛患上了“毛发斑秃”。赵文霞及有关专家顶着高原反应走遍了这些山头，最终确认高山栎大面积枯死背后的“凶手”竟是一种夜蛾科昆虫。高山栎虽能在高原挺拔屹立，面对外来入侵物种却可能遭遇生存危机。

　　另一种让赵文霞印象深刻的入侵物种是加拿大一枝黄花。这种菊科植物在我国南方极易滋生。“荒废的上海造船厂长满了这种外来入侵物种，它们的种子像蒲公英一样随处飘洒，风一吹漫天遍野，扎根之处不给其他植物留下任何生长空间。”赵文霞说。

　　“所到之处寸草不生”，这是顾党恩对另一种外来物种——齐氏罗非鱼的评价。这种鱼吃水草能力极强，在实验环境条件下几条鱼一两周就可以吃光一水池的水草。广州四大生态调蓄湖之一的东山湖，因用于净化水质的水草往往被齐氏罗非鱼破坏殆尽，导致东山湖水质净化工作陷入停滞状态，水质一度沦为劣V类。

　　另一种对全球森林极具危险性和毁灭性的外来入侵物种则是松材线虫。中国林业科学研究院首席科学家、教授杨忠岐说，其引发的松材线虫病具有极强的传染性，被称为松树的“癌症”。一旦松材线虫侵入林区，会让以松树为主的针叶林染上松材线虫病，从而对整个林区带来毁灭性的破坏。

　　“能想象某一天黄山的主要景观资源黄山松都被毁灭殆尽，黄山再无迎客松吗？”杨忠岐告诉记者，1982年我国首次在南京中山陵发现松材线虫病，40年来松材线虫给我国林业造成了巨大损失和生态灾难。

　　对于外来入侵物种造成的灾害，刘万学提供了一组触目惊心的数字：草地贪夜蛾危害严重时可能导致玉米、小麦等作物50%以上的产量损失；番茄潜叶蛾危害严重时可导致番茄减产80%—100%；苹果蠹蛾对我国苹果和梨等水果产业构成的潜在经济损失高达140亿元/年；在1平方米的玉米地里，30—50株豚草苗就可以导致减产30%—40%；一只福寿螺中含有3000条以上寄生虫……而它们还只是外来入侵物种当中的一小部分。

　　外来入侵物种对我国生态环境和经济发展带来严重负面影响。据不完全统计，在我国，由外来入侵物种每年造成的直接和间接损失总计高达2000亿元，对外来入侵物种进行综合治理刻不容缓。

　　科研为治理提供新依据新方法

　　与外来物种入侵的历史相比，我国对外来入侵物种的研究却起步较晚。

　　赵文霞是国内较早研究外来入侵物种的学者之一，她从2002年开始研究外来入侵物种，但当时距非洲大蜗牛抵达我国已有70年。

　　赵文霞回忆说，当时其主要工作是翻译国外关于入侵生物学的经典图书、著作、论文。后来，随着外来入侵物种概念的引进以及一些应用实践的展开，国内学者出版了一系列有代表性的理论著作和论文。

　　赵文霞告诉记者，国外的入侵生物学研究始于20世纪30年代，兴盛于50年代。我国外来物种研究本世纪初起步，经过科学家们20多年的努力，目前我国相关技术水平已经与国外不相上下，但由于起步晚，我国对许多入侵物种的入侵历史、路径和时间依然不了解，原始数据相当匮乏，还需要长时间积累来补齐短板。

　　新世纪以来，我国入侵生物学学者最重要的心血结晶之一，就是上文提及的2013年出台、2023年1月1日更新的“名录” 。

　　2013年，原国家农业部发布了第一个国家层面的外来入侵物种管理名单——《国家重点管理外来入侵物种名录》(第一批)。这份名录包含52种入侵物种，既包括紫茎泽兰、少花蒺藜草、非洲大蜗牛、福寿螺等入侵植物、动物，也包括美国白蛾、桔小实蝇等有害昆虫，以及番茄细菌性溃疡病菌等有害病原物。

　　刘万学向记者介绍说，第一批目录的出台具有里程碑意义。自2013年以来，我国科学界对于外来入侵物种有了更为清晰的认识，对外来入侵物种的研究进入了快速发展期。

　　与此同时，法律也在不断地修订完善。

　　2022年12月30日，全国人大常委会通过新修订的野生动物保护法。该法明确规定：从境外引进野生动物物种的，应当采取安全可靠的防范措施，防止其进入野外环境，避免对生态系统造成危害。

　　在新修订的野生动物保护法颁布之前，我国为防范外来物种入侵，制定了生物安全法、进出境动植物检疫法、引进陆生野生动物外来物种种类及数量审批管理办法等法律法规和政策文件，还发布了4批《中国自然生态系统外来入侵物种名单》，制定了《国家重点管理外来入侵物种名录(第一批)》。

　　“可以说，目前我国已建成防范外来物种入侵的法律和政策体系。”北京林业大学生态法研究中心主任杨朝霞教授告诉记者。

　　杨朝霞曾多次参加全国人大常委会法工委组织或者委托组织的野生动物保护法修订草案研讨会，他的许多建议也被吸纳进本次修订的野生动物保护法中。本次修订的野生动物保护法还特别强调：不得违法放生、丢弃，确需将其放生至野外环境的，应当遵守有关法律法规的规定。

　　科学界也在行动，不断为治理和决策提供新的依据和方法。

　　我国对外来入侵物种名录实行动态调整和分类管理，每10年组织开展一次外来入侵物种全国普查。2022年，我国启动了包括实地考察、面上调查和重点调查等外来入侵物种普查工作。近年来发现的草地贪夜蛾、鳄雀鳝等入侵物种，都在普查范围内。

　　据赵文霞介绍，此次更新目录，最初各方提交上的外来物种名单有800多种，经过多轮筛选，名单从800多种减少到200多种，又从200多种减少到100多种，最终从100多种确定了59种。

　　科研也在各类外来物种的治理中发挥作用。例如，顾党恩团队和农业生态与资源保护总站合作开发了多重防控技术，应用于对广州东山湖齐氏罗非鱼的治理。结果显示，在控制试验前，齐氏罗非鱼为湖区的优势种，占渔获物重量的79.41%，防控试验20天后，工作人员在渔业抽样调查中未采集到齐氏罗非鱼。

　　从调查统计、判定优势种和危害、甄别一个外来物种是否属于入侵物种，到提供治理方案，大批科研人员参与到外来物种的防治工作中来。

　　相关方面都在积极努力，与外来物种进行坚决斗争。

　　将外来物种挡在国门之外，是防治外来物种的第一步。2022年9月4日，上海海关发现了一批可疑的快件。工作人员打开检查，发现了300个大小一致的环氧树脂管，这些管里塞着潮湿的棉花，每个管放了一只活体蚂蚁。

　　经鉴别，这些蚂蚁是来自欧洲南部的野蛮收获蚁，国内收货人大概是想将其作为宠物饲养。但是，此类蚂蚁在我国并无自然分布，贸然引进有使其成为外来入侵物种的风险。

　　据了解，截至2022年11月，我国海关仅在上海口岸就设置了各类外来有害生物监测点471个。据海关总署通报，仅2022年上半年，全国海关就从旅客携带、邮寄等渠道截获检疫性有害生物173种3.1万次、活体动植物2925批。

　　外来入侵物种防控仍在路上

　　刘万学说，《重点管理外来入侵物种名录》所列物种是当前和今后一个时期外来入侵物种防控的重点，也是治理外来入侵物种的行动指南。

　　在防治外来入侵物种的道路上，我们需要做的工作还有很多。

　　首先，需进一步完善相关法律。杨朝霞举例说，新修订的野生动物保护法，加入了防治外来物种的有关内容。但目前鳄雀鳝、巴西龟等“异宠”的网上交易并未被遏止，主要原因在于现行立法对交易环节尤其是网上交易的规制不足。这些宠物如果不进入自然界，确实不构成外来物种入侵。但是，这些宠物具有逃逸或者被放生的可能性，交易、蓄养它们客观上增加了它们入侵自然界的风险。为此，应对相关法律进行进一步完善。

　　“以鳄雀鳝为例，我国法律并未对鳄雀鳝的销售作出明确规定。这在一定程度上导致无法严格对鳄雀鳝的销售渠道、途径等进行监管。放生行为极其隐蔽难以发现，鳄雀鳝很可能被混在其它鱼苗中放入自然环境，等鱼长大被发现后，也很难追踪放生者。”杨朝霞说。

　　其次，相关科学研究有待进一步深入。刘万学指出，防治外来物种入侵和危害，监测预警、扩散阻截、应急处置、综合治理方面的工作都需要加强。

　　“我们要进一步完善风险预判预警机制，如建立入侵物种风险预警的大数据库，掌握入侵物种实时动态。比如哪些物种有可能入侵，它们从哪些地方进来？通过什么样的方式进来？我们都要有研究、有预判。”刘万学说。

　　第三，防治外来物种入侵亟待公众参与。顾党恩提醒说，了解和防治外来物种并非只是管理者和学者的责任，要想做好防治工作，就得有全社会的共同参与。

　　“美洲牛蛙、红耳彩龟、鳄雀鳝这类重点管理入侵物种如果只是在可控的养殖水体或者水族缸中并不会直接带来危害和形成入侵，是具有一定经济价值、观赏价值的。但是因为种种原因导致的随意引种、放生和丢弃，反而使它们在野外变成了真正的外来入侵物种。此外，如果因为它们被列入重点管理入侵物种，导致把它们被当作‘有害动物’而被丢弃或弃养，更会造成严重的生态灾害。让公众认识到放生和丢弃外来物种的危害，对于外来入侵物种的防控具有重要的意义。当然，科学家也应该投入更大的精力来为公众提供必要的科普服务。”顾党恩说。

　　“外来物种是一把双刃剑。”赵文霞说，在一些情况下，引进外来物种确实有助于特定地域的经济发展和生态保育。但是在另一些情况下，外来物种又可能构成生物入侵。例如，加拿大一枝黄花作为外来入侵物种，在江苏、浙江一带扩张十分猖獗，占用了大量土地。但是，在北方，如河北石家庄地区，由于气候原因它很难大规模蔓延，却能够充当经济作物，作为鲜切花的配花为人们带来收入。

　　“科学认识外来物种之后，除了做到不随意丢弃或放生，普通公民还可以主动报告身边发现的外来物种，为外来物种治理提供线索。如果人人都能够从力所能及的小事做起，随手消灭身边的外来入侵物种，就能真正筑立起外来物种入侵防控的‘长城’，打赢这场外来物种入侵阻击战。”顾党恩说。

　　(本版图片除标注外由受访者提供)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）